Işın sensörleri, aynı zamanda en basit fotoelektrik sensör türüdür. Düzenlemeleri nedeniyle 'karşıt sensörler' olarak da adlandırılırlar. Sensör, ayrı muhafazalara yerleştirilmiş bir verici ve bir alıcı cihazdan oluşur.
Bu yazıda, neler olduğunu tartışalım ışın sensörleri aracılığıyla, nasıl yapıldıkları ve uygulamaları.
Tek Yönlü Fotoelektrik Sensör Nedir?
Geçişli bir fotoelektrik sensör, bir ışık ışını algılandığında bir elektrik anahtarını çalıştıran/bir sinyal veren bir sensördür. İki ayrı birimden oluşurlar, verici ve alıcı.
Verici ünite, alıcı üniteye yönelik bir ışık huzmesi yayar. Bir nesne ışık huzmesini engellediğinde, alıcı ışının olmadığını algılar ve çıkışı tetikler.
Işın sensörleri aracılığıyla, bir konveyör hattında hareket eden öğeleri saymak gibi uygulamalarda uygulamalar bulur.
Işın Sensörü Çalışma Prensibi
Işın sensörleri çok basit bir şekilde çalışır. Onlar kullanır doğrusal doğrusal yayılım ışığın özelliği. Bu özellik, ışık gibi elektromanyetik dalgaların bir düzlemde düz bir çizgi üzerinde hareket etme eğiliminde olduğunu açıklar. homojen orta.
Geçişli bir optik sensör kurulumunda iki ana bileşen vardır:
- verici ünitesi
- alıcı birimi
Verici Birimi
Verici ünite bir ışık kaynağından, tipik olarak görünür spektrumda ışık yayan bir LED'den oluşur. Bu ünite ayrıca ışını odaklamak ve yönlendirmek için bir lens kurulumu içerir. Çıplak gözle bu bir lazer ışını gibi görünebilir.
Vericilerin çoğunda yalnızca güç kabloları bulunur. Güç sağlanarak veya kaldırılarak açılabilir/kapatılabilirler. Bazı sensörler ikiden fazla kabloya sahip olabilir, ek kablolar ışını kontrol etmek için kullanılır.
Bazı vericiler, 500 Hz frekansında titreşen bir ışın yayabilir.
Bu sistemler, alıcı yalnızca titreşimli ışın ile çalıştığı için dış parazitlere karşı daha dayanıklıdır.
Alıcı Birimi
Alıcı birim, verici tarafından yayılan ışını izler. Diğer optik sensör türlerine benzer şekilde, karşılıklı bir sensör devresinde birkaç önemli aşamaya sahiptir.
Aşağıdaki şekil, karşılıklı bir fotoelektrik sensör ve verici için fonksiyonel blok şemasını göstermektedir.
- Voltaj regülatörü
- Voltaj regülatörü, sensörün dahili devresine temiz bir güç kaynağı sağlar.
- Fotodiyot ve lens sistemi (alıcı)
- Lens sistemi ışını alır ve optik filtreleme uygular ve onu fotodiyota yönlendirir. Fotodiyot, ışın algılama yüzeyine odaklandığında akımı iletir. Bu sinyal bir op-amp ile güçlendirilir. Kazanç, sensör muhafazasında bulunan bir potansiyometre kullanılarak ayarlanabilir.
- Sinyal Şartlandırma Aşaması
- Amplifiye edilen sinyal filtrelenir ve alıcı frekans ile eşleştirilir. Bu, sensörün vericinin ışınını özel olarak izlemesini ve harici bir ışık kaynağı tarafından kesintiye uğramamasını sağlar. Sistemin çalışma frekansı kriterlerini karşılamayan herhangi bir ışık demeti bu aşamada filtrelenir.
- Koşullu sinyal daha sonra bir schmitt tetik devresi çıkışı açmak/kapatmak için çıkış aşamasına temiz bir kontrol sinyali sağlar.
- Çıkış aşaması
- Çıkış aşaması, çıkışı kontrol eden elektroniklerden oluşur. Sinyal koşullandırma ve filtreleme aşamasından gelen sinyale bağlı olarak, bu aşama çıkışı açar/kapatır.
- PNP, NPN transistör çıkışı ve Normalde Açık/Normalde Kapalı röle çıkışı gibi çeşitli çıkış seçenekleri mevcuttur. Piyasada bulunan sensörlerin çoğu hem NO/NC seçeneğine sahiptir.
Yukarıda tartışılan devrenin ana bloklarından ayrı olarak, endüstriyel sensörler, sensörün güvenilirliğini sağlamak için ek bileşenlere sahiptir.
Buna ters polarite koruma diyotları, aşırı voltaj/dalgalanma koruması ve sensörün mevcut durumunu gösteren LED göstergeleri dahildir.
Işın Sensörü Uygulaması ile
Fotoelektrik sensörlerin endüstriyel ortamlarda birçok uygulaması vardır. İşte bazı fotoelektrik sensörlerin kullanıldığı yerler.
- Üretim hatlarında veya konveyörlerde nesne algılama ve sayma
- Esas olarak gıda işleme ve ilaç endüstrilerinde bulunan bu sensörler, işlemenin tüm aşamalarında nesnelerin varlığını veya yokluğunu tespit etmek için kullanılır. Örneğin, bir paketleme aşaması, paketlenecek belirli sayıda nesneyi doğru bir şekilde saymak için bu sensörleri kullanabilir.
- Güvenlik sistemi
- Geçişli sensörler, güvenli bir alana istenmeyen erişimi algılamak için bir 'tripwire' mekanizması olarak kullanılabilir. Bir kişi/hayvan huzmeyi geçerse, sinyal güvenlik kilitlerini tetiklemek veya bir uyarı oluşturmak için kullanılabilir.
Bir Geçiş Sensörü Neleri Algılayabilir?
Işın sensörleri, ahşap, metal, plastik, dağınık cam, aynalar ve diğer katı nesneler gibi opak olan malzemeleri algılayabilir.
Işığın geçmesine izin vermeyen herhangi bir nesne sensör tarafından algılanabilir. Seviye algılama gibi uygulamalar için sıvıları algılamak için de kullanılabilirler.
Işın Sensörü Avantajları ve Dezavantajları
Geçişli sensörler, üstün çalışma aralıkları ile tanınırlar. Diğer birçok sensörden farklı olarak, birbirlerinden birkaç inçten 300 metreye kadar mesafelerde çalışabilirler. Bunun nedeni, çalıştırmak için tek bir ışın kullanılmasıdır.
Bu, ışın yansıma nedeniyle zayıflamadığı için sensörün mümkün olan en yüksek optik enerji seviyesini kullanmasını sağlar.
Bu sensörler, aşağıdaki gibi koşulların üstesinden gelebilir: lens kirliliği, puslu ortam havası ve hafif yanlış hizalamalar.
Geçişli sensörleri kullanmanın da bazı dezavantajları vardır. İki ayrı verici ve alıcı ünitesi olduğu için montaj işlemi biraz zor olabilir.
Montaj için iki braket ve sensöre güç sağlamak ve sensörden gelen sinyalleri iletmek için daha uzun kablolama gerektirebilir.
Ayrıca, ışın nesnenin içinden sızabileceği ve alıcıyı aydınlatabileceği için, doğrudan bir huzme sensörü şeffaf bir nesneyi doğru bir şekilde algılayamayabilir.
Işın Sensörü Kablolaması
Geçiş sensörleri, aşağıdakiler gibi birçok farklı kablolama kombinasyonunda mevcuttur:
- DC NPN NO veya NC
- DC PNP NO veya NC
- DC NPN HAYIR+NC
- AC 2 telli NO veya NC
- AC/DC röle çıkışı
NO+NC tipi sensörler, normalde açık çıkış ve normalde kapalı çıkışlar birbirini tamamlayacak şekildedir. Bunlara iki ayrı yük bağlanabilir.
Bir fotoelektrik sensörün işleyebileceği tipik akımın DC veya AC tipi için 400mA'dan az ve röle çıkış tipi için 2A'dan az olduğunu belirtmekte fayda var.
Bu nedenle, sensörü doğrudan güç rölesi veya kontaktör gibi bir yüke bağlamak, anahtarlama sırasında sensöre zarar verebilir.
Işın Sensörü Fiyatı ile
Karşılıklı bir sensör 30 ila 150 dolar arasında olabilir. Fiyat, mevcut özellikler nedeniyle değişir,
- Yapılandırılabilir koyu veya açık modları
- Menzil ve hassasiyet
- Çıktı türü
- Giriş Koruması (IP derecesi)
Karşılıklı, dağınık veya geri yansıtıcı tipte sensör olarak işlev görecek şekilde yapılandırılabilen bazı fotoelektrik sensörler vardır. Bu sensörler tipik olarak tek işlevli sensörlerden daha pahalıdır.
Sonuç
Bu yazımızda, fotoelektrik sensörlerin yapımına, çalışma prensiplerine ve uygulamalarına baktık. Geçişli sensörler, fotoelektrik sensörler arasında en yüksek algılama mesafesine sahiptir.
Hemen hemen her uygulamaya uyacak şekilde farklı boyut ve şekillerde mevcutturlar. Opak nesnelerin önemli bir mesafeden algılanması için ideal olabilirler.
